濟(jì)南銘揚(yáng)軸承有限公司介紹水輪機(jī)組軸承溫度誤跳閘原因及解決辦法

軸承溫度原水導(dǎo)軸承推力軸承軸承安裝

　　1　前言

碧口水電站裝有三臺單機(jī)容量為100MW的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，由哈爾濱電機(jī)廠制造。

機(jī)組的測溫系統(tǒng)原采用比率式測溫裝置，靠干簧管接點(diǎn)切換選擇，因其可靠性低，影響了對機(jī)組各部溫度的監(jiān)視和運(yùn)行人員的正常抄表，考慮到機(jī)組溫度保護(hù)和計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的需要，從1996年底開始，對三臺機(jī)組的測溫回路結(jié)合計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)施進(jìn)行了改造，選用了合肥工業(yè)大學(xué)高技術(shù)實(shí)業(yè)公司生產(chǎn)的DAS-ⅠA/B系列多功能巡檢儀，運(yùn)行情況一般，曾數(shù)次出現(xiàn)顯示不正常和通訊中斷、抗干擾能力差等現(xiàn)象，以及接線接觸不良和線路斷路引起溫度急劇上升保護(hù)動作。同時由于測溫點(diǎn)處在發(fā)電機(jī)的強(qiáng)電磁環(huán)境中，有一部分測溫點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)高限報警的現(xiàn)象，而該巡檢儀又不能去除干擾信號，給監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器帶來很多的報警量，嚴(yán)重時致使服務(wù)器死機(jī)。

2　軸承溫度誤跳閘原因分析

2001年8月30日，1#機(jī)組帶100MW負(fù)荷運(yùn)行。運(yùn)行中1#機(jī)組溫度巡檢儀出現(xiàn)溫度顯示不正常的現(xiàn)象，檢修人員在辦理工作票后，進(jìn)行定子測溫回路的檢查。當(dāng)檢修人員打開有缺陷的定子線圈電阻溫度計02端子后，檢修人員用萬用表表筆接觸公共端子，用另一表筆準(zhǔn)備接觸已打開的02端子測量回路電阻值時，出現(xiàn)"1F水機(jī)事故"光字排，出口開關(guān)2201DL跳閘，緊急停機(jī)電磁閥動作，機(jī)組有功負(fù)荷到"0"，檢查為"1F軸承溫度過熱動作"微機(jī)監(jiān)控事件量顯示為：1F水導(dǎo)＋X方向、－X方向、＋Y方向、－Y方向電阻型溫度瞬間突變"高限報警"分別為124.5℃、77.3℃、79.5℃、79.2℃（動作停機(jī)制為：65℃）。而現(xiàn)場檢查1F水導(dǎo)膨脹型溫度計指示為：＋X方向40℃、＋Y方向 43℃、－X方向 37℃、－Y方向 41℃。

事故發(fā)生后，立即進(jìn)行事故的分析和查找。由于機(jī)組測溫回路公共端子松動，當(dāng)檢修人員用萬用表的表筆接觸公共端子（另一端還未觸及端子）時，端子的松動使電阻值發(fā)生了突變，導(dǎo)致溫度巡檢儀采集的溫度值超過機(jī)組事故跳閘停機(jī)65℃的整定值，使水機(jī)保護(hù)動作跳開出口開關(guān)，機(jī)組甩負(fù)荷事故停機(jī)。隨后做了多次模擬試驗(yàn)（測溫電阻短路、測溫電阻開路、公共端斷開、公共端松動），當(dāng)測溫電阻短路、測溫電阻開路和公共端斷開時巡檢儀輸出溫度值均為零，不會出現(xiàn)溫度升高。從試驗(yàn)所得結(jié)果分析以及打印的趨勢圖看出：只有當(dāng)公共端松動時，瞬間會引起溫度值增大，這與事故發(fā)生時的現(xiàn)象吻合。因此，確認(rèn)導(dǎo)致這次事故的原因就是公共端子在運(yùn)行中松動，引起溫度值的急劇上升所致。

微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，軸承溫度跳閘回路采用從溫度巡檢儀上讀取數(shù)據(jù)后由邏輯回路發(fā)出跳閘令，驅(qū)動繼電器動作機(jī)組出口開關(guān)的方式，此種方式在運(yùn)行中有以下缺點(diǎn)：（1）溫度巡檢儀上讀取的數(shù)據(jù)較多（共60點(diǎn)），其中定子線圈的溫度值由于受發(fā)電機(jī)磁場的干擾較大，造成采集的溫度值的漂移，測點(diǎn)不準(zhǔn)的現(xiàn)象時有發(fā)生，很難克服現(xiàn)場干擾信號的影響；（2）溫度的顯示和控制量均從溫度巡檢儀讀取，這樣對溫度巡檢儀本身的可靠性要求較高；（3）溫度巡檢儀故障或消除某點(diǎn)缺陷時，均需要將溫度巡檢儀停運(yùn)，將造成所有溫度保護(hù)的退出。

3　溫度跳閘回路的改造方案

3.1　測溫回路改造主要內(nèi)容有：在機(jī)旁增加一面測溫控制柜，將原水導(dǎo)軸承、推力軸承和上導(dǎo)軸承溫度控制回路從溫度巡檢儀分開，每臺機(jī)增加XMT-800數(shù)字控制儀三個，獨(dú)立執(zhí)行溫度的采集和判斷功能，發(fā)出跳閘令。

3.2　對測溫電阻進(jìn)行了更換，除定子溫包由于無法更換，仍采用銅電阻Cu53測溫外，其他全部采用鉑電阻Pt100測溫。溫度保護(hù)現(xiàn)采用安徽合肥工業(yè)大學(xué)高技術(shù)實(shí)業(yè)公司的XMT-800型數(shù)顯控制儀，彌補(bǔ)了DSA-I巡檢儀容易誤動、抗干擾差等缺點(diǎn)，運(yùn)行一年多來情況表明，該控制儀安全、可靠，精度高。

3.3　對于動作停機(jī)的測溫點(diǎn)采用雙測溫元件接入，一路輸入微機(jī)測溫控制儀，一路輸入現(xiàn)地控制單元（LCU）。微機(jī)測溫儀上只有在兩點(diǎn)同時溫度過高才動作于停機(jī)，并在邏輯回路上增加一個時限對誤發(fā)信號加以判別（因?yàn)檩S承溫度的上升是一個連續(xù)變化的過程，不應(yīng)是突變的。），大大提高了保護(hù)動作的可靠性。

4　改造過程中應(yīng)注意的幾個問題

4.1　對軸承溫度跳閘回路進(jìn)行改造，采用獨(dú)立的溫度跳閘控制回路，溫度跳閘檢測儀與巡檢儀分開，在原測點(diǎn)數(shù)不變的情況下，利用原軸瓦膨脹型溫度計的安裝孔進(jìn)行加工后，裝上長度為200mm，Φ10的溫度計。推力、上導(dǎo)和水導(dǎo)三大軸承的溫度各四個測點(diǎn)獨(dú)立引至各自的溫度控制儀（測8點(diǎn)），經(jīng)溫控儀輸出至監(jiān)控就地單元的開關(guān)量模塊。在跳閘回路上增加各軸承的控制連片，這樣便于檢修人員對任意一個溫度計的檢查而不影響其它的溫度測點(diǎn)，可以將該回路的溫度跳閘暫時退出，工作完成后恢復(fù)正常運(yùn)行方式。同時可消除測點(diǎn)間的相互干擾。

4.2　對溫度計的安裝位置進(jìn)行合理的布置，溫度計的引出線采用耐油耐溫的雙絞屏蔽電纜，屏蔽層在盤內(nèi)可靠接地。各接線端子要牢固，特別是公共端子必須牢固，防止互相干擾。

4.3　安裝完畢后應(yīng)對所有電阻型溫度計的回路進(jìn)行檢查、測試，不能出現(xiàn)開路、短路和接地現(xiàn)象。

4.4　在瓦面溫度變化時，由于傳感器不能直接檢測，而是通過瓦體傳導(dǎo)后檢測到，這樣不僅有較大的滯后，而且也有溫度衰減。因此，溫度計的安裝必須盡量接觸到瓦面。

4.5　溫度跳閘回路的改造工作只能結(jié)合機(jī)組的大修。

5　結(jié)束語

經(jīng)上述改進(jìn)后， 2#機(jī)組于2002年2月6日正式投入系統(tǒng)運(yùn)行至2004年7月31日，已安全運(yùn)行二年多。達(dá)到安全、可靠運(yùn)行的要求，說明對軸承溫度跳閘回路的改造是成功的。

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